#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 计数排序函数
void countingSort(int arr[], int n)
{
    // 找出数组中的最大值
    int max = arr[0];
    for (int i = 1; i < n; i++)
    {
        if (arr[i] > max)
        {
            max = arr[i];
        }
    }

    // 创建计数数组并初始化为0
    int *count = (int *)calloc(max + 1, sizeof(int));

    // 统计每个元素出现的次数
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        count[arr[i]]++;
    }

    // 修改计数数组，使每个位置存储的是小于等于该索引值的元素个数
    for (int i = 1; i <= max; i++)
    {
        count[i] += count[i - 1];
    }

    // 创建输出数组
    int *output = (int *)malloc(n * sizeof(int));

    // 构建输出数组
    for (int i = n - 1; i >= 0; i--)
    {
        output[count[arr[i]] - 1] = arr[i];
        count[arr[i]]--;
    }

    // 将排序后的数据复制回原数组
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        arr[i] = output[i];
    }

    // 释放内存
    free(count);
    free(output);
}

// 打印数组函数
void printArray(int arr[], int n)
{
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}

int main()
{
    int arr[] = {4, 2, 2, 8, 3, 3, 1};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    printf("Original array: "); // 原始数组
    printArray(arr, n);

    countingSort(arr, n);

    printf("Sorted array: "); // 排序后的数组
    printArray(arr, n);

    return 0;
}